Từ khoáS5 năng lượng tái tạo

R-03

Máy bơm nhiệt (Mục đích chung)

Y2 thiết bị Z2/3 dầu/khí đốt tự nhiên L Dịch vụ Kỹ thuật

Heat Pump and Thermal Storage T echnology Center of Japan

Các lĩnh vực ứng dụng bơm nhiệtNăng suất làm lạnh và làm nóng

Kho bảo quản lạnh và tủ lạnh sử dụng trong kinh doanh

Làm mát gia công sử dụng trong công nghiệp

Điều hòa không khí trong các tòa nhà, nhà máy (làm mát và làm nóng)

Cung cấp nước nóng

Tái tạo hơi nước sử dụng trong công nghiệp

Để sử dụng trong công nghiệp

Để sử dụng cho

các tòa nhà và cửa hàng

Để sử dụng trong gia đình

VRC: Thu hồi và tái sử dụng hơi

Tủ hàng

Tủ lạnh Sấy khô quần áo Hầu như không có

Cô đặc và sấy khô sử dụng trong công nghiệp

Nhiệt độ (°C)

Điều hòa không khí sử dụng trong gia đình

Kho bảo quản đông lạnh

Kho bảo quản lạnh và tủ lạnh sử dụng trong kinh doanh

Điều hòa không khí trong các tòa nhà, nhà máy (làm mát và làm nóng)

Cung cấp nước nóng

Tái tạo hơi nước sử dụng trong công nghiệp

Để sử dụng trong công nghiệp

Để sử dụng trong gia đình

Tủ hàng

Tủ lạnh Sấy khô quần áoHầu như không có

Kho bảo quản đông lạnh

Lớn

LớnLớn

Lớn

Lớn

Trung bình

Trung bình

Trung bình

Nhỏ ← Bố trí bơm nhiệt → Lớn

Hầu như không có

Hầu như không cóHầu như không có

Nhỏ

Nhỏ

Nhỏ

NhỏLớn

Lớn

Lớn

Lớn

Trung bình

Trung bình

Hầu như không cóHầu như không có

Nhỏ

Nhỏ

Nhỏ

1 phần điện + 6 phần nhiệt trong không khí 7 phần năng lượng nhiệt(ví dụ làm nóng bằng máy điều hòa trong gia đình)

Ngoài trời Trong nhà

Môi chất lạnh (khí)

Môi chất lạnh (lỏng)

Nhiệt

Điện

Máy nén

Van tiết lưu

Hấp thụ nhiệt từ không khí

Nhiệt độ của môi chất lạnh tăng khi bị nén

Với việc giảm áp suất đột ngột, nhiệt độ của môi chất lạnh sẽ giảm xuống.

Đặc tính

Bản chất là sử dụng toàn bộ năng lượng nhiệt: trong không khí, nước và năng lượng từ mặt trờitrong đất. Công nghệ bơm nhiệt này tạo ra năng lượng nhiệt có thể sử dụng được, cải thiện chấtlượng và đưa vào sử dụng trong máy điều hòa không khí, hệ thống làm nóng nước và sấy khô.

Sử dụng năng lượng nhiệt từ không khí, nước thay cho nhiên liệu hóa thạch giúp tăng hiệu quả vềnăng lượng và làm giảm lượng khí thải CO2.

Máy bơm nhiệt được sử dụng chủ yếu trong hộ gia đình ví dụ như máy điều hòa không khí làmmát/sưởi ấm và máy đun nước nóng. Những thiết bị này cũng có thể được sử dụng để đáp ứng nhucầu năng lượng nhiệt để làm khô và làm nóng (dưới 100ºC) trong các quy trình công nghiệp.

Khái niệm cơ bản hoặc tóm tắt– Bơm nhiệt nằm trong các thiết bị đốt cháy hoặc thiết bị làm nóng nhưng được trang bị bằng máy nén

điều khiển bằng động cơ giúp nén các chất tăng nhiệt (ví dụ: yếu tố dẫn nhiệt).– Bằng cách nén và kéo dãn các yếu tố tải nhiệt (ví dụ: môi chất lạnh) trong một chu trình, nhiệt trong

nhà được truyền ra ngoài trời hoặc nhiệt ngoài trời được chuyển vào trong nhà bởi một máy điều hòađể sau đó làm lạnh hoặc làm nóng phòng.

– Tăng hoặc giảm nhiệt độ môi chất lạnh dựa trên nguyên tắc “việc nén khí sẽ làm tăng nhiệt độ trongkhi việc hạ thấp áp suất (ví dụ làm giãn nở) sẽ làm hạ thấp nhiệt độ.

nguồn: JASE Sản phẩm và Công nghệ Năng lượng Thông minh của Nhật Bảnhttp://www.jase-w.eccj.or.jp/technologies-v/index.html

a tion in P r actice or S c hedule

Liên hệ: Heat Pump and Thermal Storage Technology Center of Japan, International Department & Technical Research Department 1-28-5 Hulic Kakigaracho Bldg., 6F, Kakigaracho Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo, JapanTel: +81-3-5643-2404 Fax: +81-3-5641-4501 URL: http://www.hptcj.or.jp/e/

P- R-03

Nhiên liệu hóa thạch

44

Thiết bị nung

Hiệu suất: 90 %

Hệ sốHiệu năng = 6.0COP (Hệ số Hiệu năng)170

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

Tình trạng hiện tại (năm tài chính 2011)

Khả năng tiết kiệm năng lượng khi mở rộng sử dụng bơm nhiệtSử dụng trong công nghiệp[Nghìn kL]

Sử dụng trong văn phòng

Sử dụng trong gia đình

Làm nóng trong gia đình

Giảm khoảng 27 triệu tấn

<Phân loại mục đích sử dụng trong công nghiệp>

Điều hòa không khí tại nhà máyLàm nóng

Sấy khô (dưới 100ºC)Những trường hợp khác (từ 100ºC trở lên) có thể thay thế bằng bơm nhiệt

Giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch khoảng

60%

Tổn hao khi phát điệnTổn hao khi truyền

Hiệu suất phát điện trung bình

của các nhà máy điện

khoảng 37%

Bơm nhiệt

Lượng nhiệt

Lượng nhiệt

Quy

đổi

ra d

ầu th

ô

Sau khi thay thế tất cả thiết bị bằng

bơm nhiệt

Khả năng tiết kiệm năng lượng

Bơm nhiệt sử dụng trong hộ gia đình

Eco-Cute

Làm nóng sàn sử dụng bơm nhiệt

Máy điều hòa không khí

Máy giặt-máy sấy sử dụng bơm nhiệt

Tủ lạnh – Tủ đôngHệ thống làm tan tuyết bằng nước nóng có sử dụng bơm nhiệt

Dùng để cung cấp nước nóng Dùng để sấy

Dùng để điều hòa không khí Làm tan tuyết Làm lạnh

Nhiệt thải ra

Năng lượng sơ cấp

Hiệu quả hoặc nhận xét

Vốn không được thiên nhiên ban tặng cho các nguồn tài nguyên thiên nhiên, Nhật Bản đã rút kinh nghiệm về tính bất ổn của việc nhập khẩu nguồn tài nguyên từ Cuộc khủng hoảng dầu lửa vào những năm 1970. Đưa bài học này vào thực tiễn, Chính phủ Nhật Bản đã cố gắng đẩy mạnh hiệu suất năng lượng và hiện nay Nhật Bản là quốc gia tiết kiệm năng lượng tầm cỡ trên thế giới. Có thể thực hiện được điều này phần lớn là do công nghệ bơm nhiệt có hiệu suất năng lượng trong các gia đình và trong kinh doanh.

Hầu hết các hộ gia đình ở Nhật đều sử dụng bơm nhiệt để làm nóng và làm mát. Với sự hạn chế duy nhất là nước đi tiên phong trên thế giới trong lĩnh vực này, các nhà sản xuất điện tử cạnh tranh nhau để bán các thiết bị có hiệu năng cao trên toàn thế giới, để có được máy điều hòa không khí với chi phí hợp lý. Với máy điều hòa không khí điều khiển bằng bơm nhiệt có hiệu năng cao, nên có thể giảm được 70% lượng khí thải CO2 so với các thiết bị làm nóng truyền thống đốt bằng nhiên liệu. Ngoài ra, Nhật Bản đã đi trước thế giới về việc bắt đầu bán máy đun nước sử dụng bơm nhiệt vốn đun sôi nước bằng nhiệt từ không khí và sử dụng CO2 làm môi chất lạnh tự nhiên.

Tuy nhiên, vẫn còn thị trường để Nhật Bản mở rộng. Nếu mỗi hộ gia đình và tòa nhà lắp đặt bơm nhiệt cho máy đun nước và điều hòa không khí, thì có thể cắt giảm được 130 triệu tấn CO2 hoặc 10% tổng lượng phát thải của Nhật. Ước tính rằng có thể giảm 8% lượng khí thải CO2 của thế giới theo Chương trình Bơm nhiệt IEA.

Tiết kiệm năng lượng sơ cấp (quy đổi ra dầu thô) bằng việc sử dụng bơm nhiệt rộng rãi, giả định rằng thay thế thiết bị đáp ứng nhu cầu nhiệt trong gia đình và trong công nghiệp như nồi hơi bằng bơm nhiệt, thì ước tính sẽ tiết kiệm được 27 triệu kL (hoặc giảm 40%). Lượng tiết kiệm năng lượng sơ cấp này (tương đương dầu thô) tương ứng với khoảng 2.6 triệu yên chi phí nhiên liệu, là khoảng 11% lượng nhiên liệu hóa thạch được nhập khẩu vào Nhật Bản trong 1 năm.

Điều hòa không khí (phòng sạch)

Quy trình làm nóng/lạnh nước

Làm nóng và làm mát trong khu vực

Máy bán hàng tự động

Lắp đặt thực tế hoặc kế hoạch dự kiến

Trong nước: Thiết bị được trang bị bơm nhiệt

Nước ngoài: Máy điều hòa không khí trong các tòa nhà thương mại và hệ thống làm mát trong khu vực trên toàn thế giới sử dụng bơm nhiệt với thiết bị làm lạnh turbo có hiệu suất cao do Mỹ phát triển, tuy nhiên trong những năm gần đây, Nhật Bản bắt đầu sử dụng thiết bị làm lạnh turbo biến tốc với điều khiển biến tần để đạt được hiệu suất thậm chí cao hơn hiệu suất năng lượng tiêu chuẩn.Tại Châu Âu người ta sử dụng thiết bị làm nóng sử dụng bơm nhiệt được trang bị hệ thống địa nhiệt tuy nhiên các nhà sản xuất Nhật Bản đã kết hợp thiết bị làm nóng không khí được họ phát triển độc lập vào thiết bị này.